关于星形胶质细胞如何帮助大脑处理信息的新见解
Vincent Bonin实验室(NERF，由VIB, imec和KU Leuven授权)和Matthew Holt (VIB-KU Leuven脑与疾病研究中心)之间的合作揭示了去甲肾上腺素在星形细胞(大脑中与神经元密切相关的星形细胞)如何在行为中跟踪不同信息中发挥关键作用。研究人员发现星形胶质细胞可以整合唤醒状态和感官体验的信息。研究结果发表在当代生物学。
大脑中的去甲肾上腺素
当我们被唤醒时，荷尔蒙去甲肾上腺素是分泌的，这有助于我们更好地记住情绪情况，而不是中性情况。在早期的研究中，去甲肾上腺素被证明直接影响突触——神经元之间的信息交换点大脑区域负责处理情绪。然而，去甲肾上腺素会在整个大脑中释放大脑并激发了一类非神经细胞星形胶质细胞，它们倾听并响应局部活跃的神经元。一个问题仍然存在:星形胶质细胞是否将这种全脑信号与局部神经元网络的特定活动整合在一起?
观察星形胶质细胞
为了回答这个问题，dr。Michal Slezak (VIB-KU Leuven脑与疾病研究中心)和Steffen Kandler (NERF)使用一种特殊的显微镜来监测小鼠星形胶质细胞的活性。当老鼠看到视觉刺激在某些情况下，星形胶质细胞会忠实地做出反应。“太令人兴奋了!”我们知道，如果你检查从视网膜接收输入的大脑区域的神经元活动，它完全反映了视觉刺激的运动。但这是我们第一次在观察非神经元细胞时看到这种模式，”该研究的联合主要作者博宁博士说。
然而，在某些情况下，视觉刺激不会引起星形胶质细胞的任何反应。当每个视觉刺激事件被独立分析时，这个谜团就解开了——结果是星形胶质细胞只有在老鼠运动时才活跃，而当老鼠静止不动时它们是沉默的。Slezak和Kandler进一步测试了去甲肾上腺素是否是导致这种效果的分子。他们使用了一种能消耗大脑去甲肾上腺素的化合物，发现即使在老鼠运动时，星形胶质细胞的反应也大大减少了。换句话说，去甲肾上腺素是星形胶质细胞对局部刺激做出反应所必需的:星形胶质细胞有效地整合了感觉和行为信息。
鲜为人知的细胞产生了巨大影响
“这一新颖的发现引发了许多额外的问题。以往关于去甲肾上腺素对脑功能作用的研究完全集中在神经元上。我们的数据强调，星形胶质细胞可以发挥比以前认为的更重要的作用，”Slezak博士说。
“星形胶质细胞对神经元活动有反应的想法已经流传了一段时间，但在体内缺乏这种系统的证据。我们的工作填补了这一空白。我只是认为没有人真正预料到动物的行为状态会对反应产生如此大的影响，”该研究的联合主要作者马修·霍尔特博士补充道。“我们现在必须弄清楚这是如何在分子水平上起作用的，并调查对大脑功能的影响。”
